文_葉巧苑 廣州巨邦環(huán)保工程設(shè)備有限公司

某汽車配件生產(chǎn)廠家，在其生產(chǎn)工藝中有電泳、清洗等工藝，現(xiàn)已有一套TO爐處理系統(tǒng)，由于抽風(fēng)效果較差，產(chǎn)生了大量的外溢氣體。本文通過吸附-催化燃燒技術(shù)在該汽車配件生產(chǎn)廠家的應(yīng)用，對(duì)吸附時(shí)間、溫度、脫附時(shí)間及脫附溫度等方面參數(shù)的調(diào)整對(duì)效果的影響進(jìn)行綜合性闡述。

1 吸附-催化燃燒處理技術(shù)的原理

針對(duì)此廢氣的特點(diǎn)，合理進(jìn)行工藝的剖析，擬采用“前端除油除顆粒物+水汽預(yù)處理系統(tǒng)+沸石固定床吸附催化燃燒技術(shù)”來處理此類廢氣。生產(chǎn)車間溢出的有機(jī)廢氣經(jīng)離心風(fēng)機(jī)引出后，首先進(jìn)入噴淋塔預(yù)洗，去除部分溶劑及烘烤油漆。再進(jìn)入高效干式過濾器，去除廢氣中的塵雜和水分，之后通過沸石分子篩，利用沸石分子篩對(duì)有機(jī)物質(zhì)的強(qiáng)吸附性將氣體凈化實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。吸附床經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行后會(huì)達(dá)到吸附飽和，此時(shí)開啟脫附再生系統(tǒng)，進(jìn)行脫附再生，脫附出來的氣體通過催化燃燒裝置燃燒生成二氧化碳、水和部分的熱量等無害氣體。

2 污染物濃度及排放標(biāo)準(zhǔn)

經(jīng)處理后TVOC可符合廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《表面涂裝（汽車制造業(yè)）揮發(fā)性有機(jī)化合物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB44/816-2010）第二時(shí)段排放標(biāo)準(zhǔn)；本項(xiàng)目執(zhí)行總VOC≦50mg/m3,苯≦1mg/m3,二甲苯≦18mg/m3。廢氣進(jìn)氣初始濃度＜300mg/m3。

3 設(shè)備治理效果工藝參數(shù)確定

針對(duì)該廠家產(chǎn)生的廢氣特點(diǎn)，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)的調(diào)整，最終達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。并在此系統(tǒng)的入口和尾端均安裝了VOC濃度檢測(cè)儀，在CO爐上及吸附箱中均安裝了溫度傳感器，在CO爐入口和出口處安裝了VOC濃度檢測(cè)儀，然后用此次試驗(yàn)檢測(cè)出來的結(jié)果，來調(diào)整此治理系統(tǒng)在正常運(yùn)行過程中的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)。

此系統(tǒng)按10000m3/h進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)（采用二吸一脫，試驗(yàn)時(shí)只采用一個(gè)吸附箱進(jìn)行試驗(yàn)，即5000m3/h），此產(chǎn)品可以相應(yīng)添加蜂窩沸石的用量且可以調(diào)整各個(gè)技術(shù)參數(shù)的合理范圍。

4 吸附停留時(shí)間對(duì)治理效果的影響

4.1 調(diào)試步驟

通過調(diào)整管道的閥門來調(diào)整系統(tǒng)的風(fēng)量（5000m3/h）；蜂窩沸石的量根據(jù)系統(tǒng)的效果進(jìn)行添加；再開啟兩個(gè)吸附箱個(gè)數(shù)來確定工程應(yīng)用的實(shí)際效果。

4.2 調(diào)試參數(shù)

吸附停留時(shí)間對(duì)治理效果參數(shù)見表1。

表1 吸附停留時(shí)間對(duì)治理效果參數(shù)表

4.3 結(jié)果與分析

此類廢氣的濃度較為均勻且穩(wěn)定，在風(fēng)量、濃度基本一致的情況下，隨著蜂窩沸石的量增加而不斷提高處理效果，最后在沸石量在＞0.9m3,停留時(shí)間＞0.6S情況下，VOCS排放濃度穩(wěn)定在50mg/m3以下，去除效率＞85%。

5 脫附溫度對(duì)脫附治理系統(tǒng)（CO爐）的影響

5.1 脫附原理

脫附再生過程：?jiǎn)?dòng)脫附風(fēng)機(jī)、開啟相應(yīng)閥門和電加熱器，對(duì)催化床內(nèi)部的催化劑進(jìn)行預(yù)熱，同時(shí)產(chǎn)生一定量的熱空氣，當(dāng)床層溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)將熱空氣送入吸附床，沸石受熱解吸出高濃度的有機(jī)氣體，經(jīng)脫附風(fēng)機(jī)引入催化燃燒床，在貴金屬催化劑的作用下于一個(gè)較低的溫度進(jìn)行無焰催化燃燒，將有機(jī)成分轉(zhuǎn)化為無毒、無害的CO2和H2O，同時(shí)釋放出大量的熱量，可維持催化燃燒所需的起燃溫度，使廢氣燃燒過程基本不需外加的能耗（電能），并將部分熱量回用于沸石解吸再生，從而大大降低了能耗。當(dāng)燃燒廢氣濃度較高、反應(yīng)溫度較高時(shí)，混流風(fēng)機(jī)自動(dòng)開啟，補(bǔ)充新鮮的冷空氣以降低溫度、確保催化燃燒床安全、高效運(yùn)行。本方案擬采用蜂窩狀催化劑。同時(shí)，本項(xiàng)目中外溢氣體的主要成份為苯類和乙二醇丁醚，因此設(shè)計(jì)脫附溫度在240℃上下進(jìn)行調(diào)整。

5.2 調(diào)試步驟

通過調(diào)整系統(tǒng)的鮮風(fēng)的進(jìn)氣量及電加熱器的功率來調(diào)整系統(tǒng)的脫附溫度；每30min觀察溫度變化后對(duì)脫附效果的影響；最后再將調(diào)試實(shí)驗(yàn)確定的最有利于系統(tǒng)去除效果的溫度來確定工程應(yīng)用的實(shí)際效果。

5.3 調(diào)試參數(shù)

此類廢氣進(jìn)氣濃度約320mg/m3,處理風(fēng)量10000m3/h，設(shè)計(jì)脫附風(fēng)量為2000m3/h，每次脫附一個(gè)脫附箱，對(duì)應(yīng)風(fēng)量為5000m3/h，因此每吸附1h左右就需要進(jìn)行在線脫附，脫附進(jìn)氣濃度均可調(diào)整在800mg/m3左右，調(diào)整吸附時(shí)間和脫附溫度后的參數(shù)見表2。

表2 脫附溫度對(duì)脫附治理系統(tǒng)效果參數(shù)表

5.4 結(jié)果與分析

在風(fēng)量、濃度基本一致的情況下，去除效率最終在260～280℃之間達(dá)到平衡，實(shí)際工程中10000m3/h采用的脫附溫度是280℃，去除效率＞95%。濃度超標(biāo)的情況下系統(tǒng)自動(dòng)將廢氣回流至入口處進(jìn)行吸附后再達(dá)標(biāo)排放。

6 吸附時(shí)間對(duì)脫附系統(tǒng)（CO爐）的影響

6.1 調(diào)試步驟

通過手動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)的脫附時(shí)間，確定進(jìn)口的濃度，以確定最優(yōu)的技術(shù)參數(shù)；每次實(shí)驗(yàn)增加脫附時(shí)間1h，以確定最優(yōu)脫附時(shí)間；最后再將此參數(shù)應(yīng)用于工程100%負(fù)荷風(fēng)量。

6.2 調(diào)試參數(shù)

脫附溫度對(duì)脫附治理系統(tǒng)效果參數(shù)見表3。

表3 脫附溫度對(duì)脫附治理系統(tǒng)效果參數(shù)表

6.3 結(jié)果與分析

在處理風(fēng)量、脫附風(fēng)量和脫附的溫度基本一致的情況下，隨著吸附時(shí)間的延長(zhǎng)，脫附系統(tǒng)的進(jìn)氣濃度不斷升高，最終達(dá)到平均，但考慮到濃度太高對(duì)系統(tǒng)的影響，本方案選用中間值，在實(shí)際工程中10000m3/h采用的吸附時(shí)間為16h，去除效率＞95%。

7 結(jié)語

本項(xiàng)目VOC處理系統(tǒng)經(jīng)調(diào)試投入運(yùn)行后，經(jīng)第三方檢測(cè)分析處理前煙氣中的VOCs濃度為325mg/Nm3，處理后煙氣中的VOCs濃度為35mg/Nm3，證明在100%負(fù)荷運(yùn)行下，采用沸石固定床處理技術(shù)對(duì)中低濃度的VOC氣體處理效果較好且較為穩(wěn)定。系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定脫附溫度為280℃，吸附時(shí)間建議16h進(jìn)行脫附一次，且廢氣進(jìn)入沸石吸附的停留時(shí)間建議大于0.7S。對(duì)廢氣含量較大、濃度稍高的、去除效率要求高且難處理的VOC氣體處理的效率可達(dá)85%以上，推薦使用。